DE7701778U1 - Auffangbehaelter fuer abwasser - Google Patents

Description

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Auffangbehälter für Abwasser

Die Erfindung bezieht sich auf Zentralheizungsanlagen mit Wasser als Wärmeträger und einer oder mehreren Wärmepumpen, bei denen zumindest ein Teil der Wärmemenge aus dem Abwasser gewonnen wird. Hierzu wird das Abwasser in einem Auffangbehälter gesammelt, in dem die Verdampferschlangen von einer oder mehreren Wärmepumpen untergebracht sind.

Es wurde schon vorgeschlagen, derartige Sammelbehälter für Abwasser mit einem am Boden des Sammelbehälters beginnenden Steigrohr zu versehen, das in die Abflußleitung führt, um auf diese Weise bei einer Wärmeschichtung im Auffangbehälter zu erreichen, daß vor allem das unten befindliche kältere Wasser abfließt.

Diese vorgeschlagene Anordnung ist aber störanfällig. Bei einer Verstopfung durch Peststoffe staut sich das Abwasser und überschwemmt u.U. den Wohnbereich. Bei einem plötzlichen stärkeren Wasserzufluß kann überdies eine derartige Heberwirkung auftreten, daß der ganze Sammelbehälter entleert wird bevor die Wärmemenge des Abwassers voll ausgenutzt wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen.

Erfindungsgemäß enthält bei einer Zentralheizungsanlage mit Wärmepumpen, bei der dem Abwasser eine Wärmemenge entzogen und zur Aufheizung des Wärmeträgers der Zentralheizungsanlage verwendet wird, der Auffangbehälter für das Abwasser eine Speicherkammer und Abflußkammer, die durch einen überlauf und ein Hebersystem miteinander verbunden sind. Dabei besteht das Hebersystem aus einem in der Nähe des Bodens der Speicherkammer beginnenden aufsteigenden, unterhalb des überlauf-

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niveaus waagrecht abgebogenen und in der Abflußkammer abfallenden Rohr, das mit einer Abschlußklappe sowie mit einem Luftzufuhrventil versehen ist.

Diese Anordnung hat gegenüber den bisher bekannt gewordenen den wesentlichen Vorteil, daß auch bei Verstopfungen des Hebersystems noch ein Ablauf des Abwassers und zwar über den Überlauf erfolgt. Die Anlage wird damit wesentlich betriebssicherer. Außerdem kann durch geregelte Zufuhr von "Falschluft" über das Ventil das Niveau eingestellt werden, bis zu dem der Auslauf über das Hebersystem erfolgen kann.

Besonders preisgünstig wird die Konstruktion, wenn der Auffangbehälter a.us einem tonnenförmigen Behälter aus Beton, Metall oder Kunststoff hergestellt wird, bei dem die Aufteilung in öpeicherkammer und Abflußkammer durch eine vom Boden bis zur gewünschten überlaufhöhe reichende Zwischenwand (Schott) erfolgt.

Je nachdem ob es sich um Sommerbetrieb handelt, bei dem die im Abwasser enthaltene Wärmemenge zur Erzeugung von Gebrauchswasser nur zum Teil benötigt wird oder im Winterbetrieb, bei dem sowohl Brauchwasser erzeugt wie auch Wärme für die Zentralheizung benötigt wird, kann man das Abwasser nach dem Wärmeentzug bis auf unterschiedliche Temperaturen über das Hebersystem entleeren. Hierzu wird erfindungsgemäß die Abschlußklappe des Hebersystems von einem Thermostaten gesteuert.

Durch öffnen des Luftzufuhrventils kann die Strömung im Hebersystem unterbrochen werden, so daß die Speicherkammer nur teilweise entleert wird. Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist in dem Speicherbehälter ein Niveauregler untergebracht, der auf einen gewünschten Wert'eingestellt werden kann. Sinkt der Abwasserspiegel beim Entleeren unter

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das eingestellte Niveau, öffnet sich die Luftzufuhr und die Entleerung wird unterbrochen.

Da bei manchen Abwasserentsorgungsanlagen die verschiedenen Arten von Abwasser wie Fäkalabwasser, Brauchabwasser, Regenwasser voneinander getrennt geführt werden müssen, kann der erfindungsgemäße Auffangbehälter mit verschiedenen Speicherkammern für die verschiedenen Arten von Abwasser ausgestattet werden, wobei die Verdampferrohre der Wärmepumpen in alle Speicherkammern hineinragen.

Die Erfindung wird mehr in Einzelheiten anhand der Fig. 1 bis j5 beschrieben.

FIg₃ 1 zeigt den senkrechten Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Auffangbehälters für Abwasser und Fig. 2 den zugehörigen Horizontalschnitt.

Im dargestellten Beispiel ist der Auffangbehälter ein Betonrohr 1 mit abnehmbarem Deckel 2, das mittels Schienen /5 auf einem Betonsockel 4 im Erdreich :;teht. Ic besitzt die beiden Flansche 5 und 6 für Zu- und Abfluß. Durch die bis zur gewünschten überlaufhöhe reichende Zwischenwand 7 wird der Behälter in die Speioherkammer 8 und die Abflußkammer 9 aufgeteilt. Außer durch den überlauf sind die beiden Kammern durch das Hebersystem 10 miteinander verbunden, daß aus einem Rohr mit etwa 8o mm 0 besteht und in der Speicherkammer 8 in der Nähe des Bodens beginnend zunächst ansteigt, dann unterhalb des Überlaufniveaus waagrecht abgebogen ist und in der Abflußkammer 9 abfällt. Den Abschluß bildet eine Abschlußklappe 11.

An den waagrechten Teil des Hebersystems ist ein Rohr für Luftzuführung angeschlossen, das in einem Ventil 13 endet, welches oberhalb des Überlaufniveaus innerhalb oder an irgendeiner günstigen Stelle außerhalb des Auffangbehälters angebracht sein kann.

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In den Speicherbehälter 8 ragt die Verdampferschiange \h der Wärmepumpe. Zum Zwecke der Wärmeisolierung ist der Bereich zwischen Behälter und umgebenden Erdreich mit Isolierstoff 15 ausgeschäumt.

ι Der Auffangbehälter im dargestellten Beispiel ist für ein

j Einfamilienhaus gedacht und hat ein Volumen von etwa Im.

: Er wurde bei Errichtung des Hauses oder zu irgendeinem

späteren Zeitpunkt bei Umstellung des Zentralheizungssystems auf die Verwendung von Wärmepumpen zur Ausnutzung der Abwasser-

! wärme in die Abwasserleitung eingebaut. Daß abfließende Wasser

^: gelangt über den Zufluß 5 in die Speicherkammer 8, dabei hat

'·. es im Durchschnitt eine Temperatur, die bei +²K) C liegt. Das

I in der Nähe des Einlaufe befindliche Führungsblech 16 bewirkt

^: ein gleichmäßiges Einfließen des Abwassers ohne daß eine

j Durchmischung eintritt. Es ist erwünscht, daß eine Wärme-

' schichtung erfolgt, denn im oberen Bereich der Speicherkammer

■ befinden sich die Verdampferschlahgen l4 der Wärmepumpe, über

! die dem Abwasser die Wärme entzogen wird. Dieser Wärmeentzug

• kann zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen, da durch die

; Wärmeisolierung des Auffangbehälter praktisch keine Wärme-

< energie verlorengeht.

: Sobald sich der Behälter soweit gefüllt hat, daß z.B. bei

einem Rohrdurchmesser von 80 mm des Hebersystems das Abwasser etwa 50 mm über der Oberkante des Heberrohres steht, so erj folgt bei geöffneter Klappe 11 und geschlossenem Ventil IJ>

! eine Entleerung über das Hebersystem. Dies wird durch den

unterschiedlichen Druck am Ausfluß (Luftdruck) und am Anfang des Steigrohres (Luftdruck plus Druck der Wassersäule) bewirkt. Der Speicherbehälter würde bis auf das Niveau des der Rohrenden leerlaufen, wobei zunächst das kalte Wasser aus dem Speicherbehälter auslaufen würde. Eine völlige Entleerung ist aber schon deswegen nicht erwünscht, weil die Verdampferschlangen ständig ins Wasser tauchen sollten. Es

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werden daher besondere Maßnahmen zur nur teilweisen Entleerung getroffen, die im folgenden beschrieben werden.

Bei Sommerbetrieb dient die Anlage ledlglloh dazu Gebrauohswaeeer herzustellen. Hierzu ist es nioht erforderlich, die gesamt Fortenergie des Abwassers, die sich aus der Temperaturdifferenz zwlsohen der Wärme des Abwassers Im Augenblick des Einlaufens in die Speicherkammer und der maximal erreichbaren AbkUhltemperatur von +Jt⁰C ergibt, auszunützen. Es genügt im Sommer das Abwasser durch die Wärmepumpen auf etwa +10⁰C abzukühlen, was in etwa der Temperatur des Frisohwassers entspricht. Daduroh kann mit relativ hoher Verdampfungstemperatur und groflem Wirkungsgrad gearbeitet werden. Während des Sommerbetriebes ist daher die Absohlußklappe 11 offen. Um nun zu verhindern, daß die Speicherkammer bei Erreichen eines bestimmten Füllniveaus durch das Hebersystem völlig leer läuft, ist im Speicherbehälter ein Niveauregler 17 angebracht, der bei Unterschreiten eines eingeteilten Niveaus das Luftzufuhrventil 13 öffnet und damit die Entleerung unterbricht. Die Entleerung erfolgt nur soweit, wie die Verdampferschlangen noch ins Abwasser eintauchen.

Daduroh, daß der Ablauf immer vom Boden der Speicherkammer 8 ausgeht, erfolgt eine ständige Reinigung des Speicherbehälters, da die abgesetzten Feststoffe mit weggeschwemmt werden. Diese Reinigungswirkung ist besonders stark bei vollständiger Entleerung über den Heber, was gelegentlich zu diesem Zweck vorgenommen wird.

Eine weitere Reinigungsmöglichkeit ist duroh die In der Trennwand befindliche Klappe l8 gegeben. Der Speicherbehälter kann naoh ihrem Offnen vollständig ausgespült werden.

Bei Winterbetrieb muß die Wärmeenergie zur Erzeugung von Brauchwasser und zur Gewinnung von Wärmeenergie für die Zentralheizung möglichst weitgehend ausgenutzt werden. Das Abwasser wird über die Verdampferschlangen bis auf etwa +3>°C abgekühlt.

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Allerdings ist der Wirkungegrad dann etwas geringer als beim iloiwnerbetrleb, da mit einer entsprechend niedrigeren Verdampfertemperatur gefahren werden muß.

Die Versohlu!klappe 11 bleibt zunächst geschlossen, damit mehr Abwasser gespeichert werden kann. Ist die Temperatur von +3⁰C erreloht, so wird die Kluppe über einen thermlsohen Regler geöffnet und der Speicherbehälter bis auf ein durch den Niveauregler 17 festgelegtes Niveau entleert.

Bei größeren Speieherbehältern können, wie in Fig. 3 gezeigt, mehrere Hebersysteme 19-21 vorgesehen werden, die über den ganzen Behälterraum verteilt sind, um einen gleichmaßigen Abfluß des Schlammes zu erreiohen.

Die Anlage ist relativ wartungsfrei bzw. wa^tungsfreundlich. Eventuelle Verstopfungen des Hebersystems führen zu keinen Überschwemmungen, sondern das Abwasser läuft über den überlauf weg. Eine kontinuierliche Reinigung von Peststoffen erfolgt durch das Absaugen über das Hebersystem. Zur Jährlichen Reinigung wird die Klappe l8 geöffnet und der Behälter ausgespült. Die Verdampferschlangen sind beweglioh, d.h. leioht abnehmbar befestigt, so daß sie leicht von Schmutz befreit werden können, der den Wärmeübergang verschlechtern könnte.

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   Schutzansprüohe

   1) Auffangbehälter für Abwasser bei einer Zentralheizungsanlage mit Wärmepumpen, bei welchem dem Abwasser eine Wärmemenge entzogen und diese zur Aufheizung des Wärmeträgers der Zentralheizungsaniage verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangbehälter (l) eine Spelcherkammer (8) und eine Abflußkammer (9) besitzt, die durch einen überlauf (7) und ein Hebersystem (10) miteinander verbunden sind, wobei das Hebersystem aus einem in der Nähe des Bodens der Speicherkammer beginnenden aufsteigenden, unterhalb des Überlaufniveaus waagrecht abgebogenen und in der Abflußkammer abfallenden Rohr besteht, das mit einer Abschlußklappe (11) sowie einem Luftzufuhrventll (15) versehen ist.

   2) Auffangbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Speicherkammer und Abflußkammer durch eine Zwischenwand (7) im Auffangbehälter gebildet werden.

   5) Auffangbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadxirch gekennzeichnet, daß die Abschlußklappe (H) des Hebersystems (10) von einem Thermostaten gesteuert wird.

   4) Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftzufuhrventil (13) des Hebersystems von einem Niveauregler, der in der Speicherkammer angebracht ist, gesteuert wird.

   5) Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (7) eine Reinigungsklappe (l8) besitzt.

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   6. Auffangbehälter naoh einem der AnaprUohe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Speioherkammer und Abflußkammer durch mehrere räumlich verteilte Hebersysteme (19-21) miteinander verbunden sind.

   7. Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Fäkalienabwasser sowie Brauchwasser
   und/oder Oberflächenabwasser In getrennten Speioherkammern gespeichert werden.

   8. Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7* daduroh gekennzeichnet, daß die Verdampferschiange l4 flexibel
   (beweglich) in der Speicherkammer untergebracht ist.

   9. Auffangbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einen abnehmbaren Deckel (2) besitzt.

   10. Auffangebhälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9# dadurch gekennzeichnet, daß er eine Wärmeisolierung (15) besitzt.

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